玩溜GD32303E-EVAL BSP系列（二）----读取GPS传感器数据

发布于 2018-04-28 14:47:50 浏览：5100 订阅该版

[tocm]

## 1. 准备

基于第一个章节大家已经把基本系统跑起来，本章节将介绍使用RT-Thread提供的串口驱动框架获取GPS传感器的数据，并在shell显示出来。

本文使用的GPS模块型号是GY-GPS6MV2，采用 U-BLOX NEO-6M 模组，兼容 3.3V/5V 电平。
GPS模块外观如下：

![gps-a.png](/uploads/201804/28/151104csde245n4ednd0yn.png)

GPS模块各引脚说明如下：

| 引脚  | 说明      |
| ----- | --------|
| VCC   | 电源（3.3V~5.0V） |
| GND  | 接地    |
| RXD  | 模块串口接收脚（TTL 电平），可接单片机的 TXD |
| TXD | 模块串口发送脚（TTL 电平），可接单片机的 RXD |

GPS模块和GD32303E-EVAL开发板连接情况如下：

| GPS引脚  | GD32303E-EVAL开发板引脚 |
| ----- | --------|
| VCC   | 3.3V或者5.0V电源 |
| GND  |   GND   |
| RXD  | USART1 TX，引脚为PA2 |
| TXD | USART1 RX，引脚为PA3 |

开发板供电及连接情况：

*　供电方式：评估板使用 Mini USB 接口或者 DC-005 连接器提供 5V 电源。

*　下载程序：下载程序到评估板需要一套 JLink 或者使用 GD-Link 工具。

*　串口连接：使用 USB 转串口线连接评估版串口0的 PA9 和 PA10 引脚，并连接电脑。

## 2. 运行测试代码 ##

打开  MDK 或者 IAR 工程文件，添加附件的测试代码文件到工程，如下图所示：

![GPS2.png](/uploads/201804/28/151104x42h8negni5h2ggb.png)

然后再 main 函数里调用测试代码的`app_init()`函数:

```c
#include <rtthread.h>
#include <board.h>

extern rt_err_t app_init(void);

int main(void)
{
 /* user app entry */
 if (RT_EOK != app_init())
 {
 rt_kprintf("app operate failed! ");
 }
 
 return 0;
}
```
`app_init()`函数首先会对串口的相关参数进行配置，以适配 GPS 模块，然后会创建一个 gps 线程，线程中串口1会以中断接收的方式接收 GPS 模块发送的数据，并打印出来。

### 运行结果

在电脑端使用 putty 打开对应端口，波特率配置为115200,编译代码并下载至开发板，然后按 reset 重启开发板，putty 会显示从GPS模块接收到的数据。

![GPS1.png](/uploads/201804/28/151104kvh8vzhdvb4n4g8m.png)

## 3. 如何使用RT-Thread 串口驱动获取GPS传感器数据？ ##

### 3.1 使用哪一个串口？

GD32303E-EVAL BSP默认已经使能了串口0（USART0）和串口1（USART1），串口0连接了 USB 转串口模块，因此可以使用串口1来获取GPS传感器的数据。调用`rt_device_find()`函数，传入串口名称，查找系统已经注册的串口设备，并保存串口设备句柄。源码如下：

```c
#define GPS_USE_UART    "uart1"
/* 串口设备句柄 */
static rt_device_t uart_device = RT_NULL;

/* 查找系统中的串口设备 */
 uart_device = rt_device_find(GPS_USE_UART);
 
 if (RT_NULL == uart_device)
 {
 rt_kprintf(" find device %s failed! ",GPS_USE_UART); 
 return RT_EINVAL;
 }

```
** 注 **：系统运行后可在 shell使用`list_device`命令查看已经注册的设备：

![list_device.png](/uploads/201804/28/151104hj27dffjv9j4di4f.png)

### 3.2 配置串口传输模式

串口驱动在注册串口的时候会使用RT-Thread提供的默认的配置参数配置串口，本示例需要修改串口的波特率和接受缓冲区大小以适配GPS模块。GPS一次性发送数据过多，默认配置的缓冲区大小是64字节，若 gps 线程一直没有处理缓冲区的数据那么缓冲区的数据将会被新数据覆盖，造成数据丢失，所以当接收的数据过多的时候需要修改缓冲区大小。 调用`rt_device_control()`函数对串口进行配置。
注意：对缓冲区的修改必须在串口打开以前完成，对串口传输模式的修改需要在串口打开后才可完成。源码如下：

```c
    struct serial_configure gps_use_config = 
    {
        BAUD_RATE_9600,   /* 9600 bits/s */
        DATA_BITS_8,      /* 8 databits */
        STOP_BITS_1,      /* 1 stopbit */
        PARITY_NONE,      /* No parity  */ 
        BIT_ORDER_LSB,    /* LSB first sent */
        NRZ_NORMAL,       /* Normal mode */
        1024,             /* Buffer size */
        0   
    };

if (RT_EOK != rt_device_control(uart_device, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG,(void *)&gps_use_config))
 {
 rt_kprintf("uart config failed. ");
 }

if (uart_open(uart_device) != RT_EOK)
 {
 rt_kprintf("uart open error. ");
 }
 if (RT_EOK != rt_device_control(uart_device, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG,(void *)&gps_use_config))
 {
 rt_kprintf("uart config failed. ");
 }

```

### 3.3 打开串口

串口1配置为中断接收的方式打开，调用`rt_device_open()`打开串口，源码如下：

```c
/* 串口接收事件标志 */
#define UART_RX_EVENT (1 << 0)

/* 事件控制块 */
static struct rt_event event;

static rt_err_t uart_open(rt_device_t device)
{
    rt_err_t res;

if (device != RT_NULL)
 { 
 res = rt_device_set_rx_indicate(device, uart_intput);
 /* 检查返回值 */
 if (res != RT_EOK)
 {
 rt_kprintf("set %s rx indicate error.%d ",device->parent.name,res);
 return -RT_ERROR;
 }

/* 打开设备，以可读写、中断方式 */
 res = rt_device_open(device, RT_DEVICE_OFLAG_RDWR | RT_DEVICE_FLAG_INT_RX ); 
 /* 检查返回值 */
 if (res != RT_EOK)
 {
 rt_kprintf("open %s device error.%d ",device->parent.name,res);
 return -RT_ERROR;
 }
 
 /* 初始化事件对象 */
 rt_event_init(&event, "event", RT_IPC_FLAG_FIFO); 
 
 return RT_EOK;
 }
 else
 {
 rt_kprintf("can't open %s device. ",device->parent.name);
 return -RT_ERROR;
 }
}
```

### 3.4 读取串口数据

串口1接收到数据后会执行中断回调函，此数会发送一个事件标志，这个标志会触发正在等待这个事件的线程。调用 `rt_device_read()`读取数据，源码如下：

```c
/* 回调函数 */
static rt_err_t uart_intput(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{
    /* 发送事件 */
    rt_event_send(&event, UART_RX_EVENT);
    
    return RT_EOK;
}
... ...

static rt_uint8_t uart_getchar(void)
{
    rt_uint32_t e;
    rt_uint8_t ch;
    
    /* 读取1字节数据 */
    while (rt_device_read(uart_device, 0, &ch, 1) != 1)
    {
         /* 接收事件 */
        rt_event_recv(&event, UART_RX_EVENT,RT_EVENT_FLAG_AND | RT_EVENT_FLAG_CLEAR,RT_WAITING_FOREVER, &e);
    }

return ch;
}

```

本章节大致讲解了RT-Thread 串口设备接口的使用，更多源码请参考测试代码。若需要使用其他相关接口，请参考RT-Thread 串口设备应用笔记，若要对工程进行配置请参考ENV工具的使用。

## 4. 参考

*  [ENV工具](https://www.rt-thread.org/document/site/rtthread-development-guide/rtthread-tool-manual/env/env-user-manual/)
*  [GD32303E-EVAL](http://gd32mcu.21ic.com/site)
* [串口设备应用笔记](https://www.rt-thread.org/document/site/rtthread-application-note/driver/uart/an0001-rtthread-driver-uart/)
* [玩溜GD32303E-EVAL BSP系列（一）------基本系统跑起来~](https://www.rt-thread.org/qa/thread-7027-1-1.html)
* [GD32303E-EVAL BSP源码及资料百度云盘链接](https://pan.baidu.com/s/1uHza1tiVUnmg8ixMzZLAFA)